KR101789909B1 - 개선된 안전성을 갖는 퀵 커플러 - Google Patents

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Abstract

퀵 커플러의 유압실린더는 실린더 로드와 실린더 바디 중 어느 한쪽에 장홀이 형성되어 커플러 바디의 실린더용 축에 끼워지고 다른 쪽이 가동후크에 회전 가능하게 결합되며, 신장 또는 수축 동작에 따라 가동후크를 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시킨다. 회전키는 회전 위치에 따라 고정후크의 결합홈에 인출입하는 회전키 돌기를 구비하며, 회전키 돌기가 회전키 스프링의 탄성력에 의해 고정후크의 결합홈에 인입된 상태로 유지되어 고정후크의 결합홈으로부터 제1 결합핀의 이탈을 방지한다. 스토퍼는 장홀 주변의 실린더 후크에 결합 또는 분리되는 스토퍼 후크를 구비하며, 스토퍼 스프링의 탄성력에 의해 지지되며, 유압실린더의 수축 동작시 회전키 돌기가 고정후크의 결합홈으로부터 인출되도록 회전키를 회전시킨다.

Description

개선된 안전성을 갖는 퀵 커플러{QUICK COUPLER WITH IMPROVED SAFETY}
본 발명은 중장비에 채용되는 퀵 커플러에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 중장비의 작업 용도에 따라 어태치먼트(attachment)를 교체 가능하게 하는 퀵 커플러에 관한 것이다.
토목, 건설 현장에서 사용되는 굴삭기와 같은 중장비는 버킷(bucket) 등 다양한 형태의 어태치먼트를 붐대의 아암 선단에 위치한 퀵 커플러에 교체해가며 여러 가지 작업을 수행하게 된다.
통상적으로, 퀵 커플러는 유압실린더에 의해 어태치먼트를 착탈하도록 구성되는데, 유압실린더의 손괴 등으로 인해 어태치먼트가 퀵 커플러로부터 해제되어 지상으로 떨어질 수가 있으며, 어태치먼트 장착 작업을 시도하다가 어태치먼트가 실수로 낙하하는 사고가 생길 수 있다. 이처럼 의도하지 않는 형태로 어태치먼트가 퀵 커플러로부터 해제되어 낙하하게 되면, 어태치먼트의 크기와 무게로 인해 대부분 큰 사고로 이어지게 된다. 이러한 사고를 방지하기 위해, 안전장치를 가진 퀵커플러가 제안되고 있다.
그 예로, 실용신안등록 제20-211608호에 개시된 기술이 있다. 이 기술에 따르면, 유압실린더의 실린더 하우징은 록커의 일측에 고정되며, 유압실린더의 실린더 로드는 이동후크의 일측에 고정된다. 유압실린더에 의해 로커를 해제위치에서 결합위치로 회전시킴에 따라 록커의 노우즈가 고정후크의 결합홈으로 돌출되어 결합홈의 입구를 좁게 함으로써, 결합홈에 삽입된 결합핀의 이탈을 방지할 수 있게 한다.
그런데, 전술한 기술에서, 록커는 여전히 유압실린더에 동작에 의존하고 있기 때문에, 유압실린더가 손괴되거나 제기능을 하지 못하는 경우에는 유압실린더에 고정된 록커가 결합핀의 이탈을 방지하지 못하여 결합핀이 고정후크로 해제될 수 있다. 이로 인해, 어태치먼트가 퀵커플러에서 낙하하게 되므로, 안전성 추구가 불완전하다고 볼 수 있다.
나아가, 통상적으로, 어태치먼트의 결합핀을 고정후크에 결합시킨 상태로 유압실린더를 신장시키지 않았을 때에는 중장비에서 부저가 울리도록 될 수 있다. 그런데, 중장비를 사용하는 지역은 소음이 심한 경우가 많아 운전자가 부저를 듣지 못하거나, 운전자 혼자가 여러 가지 동작을 동시 다발적으로 수행해야 하는 경우가 많기 때문에, 자칫 유압실린더를 신장시키는 것을 잊게 되는 경우도 있다.
이 경우, 어태치먼트의 결합핀이 고정후크에 단지 걸쳐진 상태로 있으므로, 그 상태로 운전자가 다음 동작을 위해 어태치먼트를 들어올리거나 회전시키게 되면, 어태치먼트가 지면으로 바로 낙하하여 사고를 일으킬 가능성이 있다.
또한, 종래에 따르면, 퀵 커플러에 장착되는 안정장치는 퀵 커플러의 내부공간을 극히 비좁게 만들므로, 퀵 커플러가 작업 현장에서 사용될 때, 퀵 커플러의 내부공간으로 흙이나 돌멩이 파편 등의 불순물이 유입되면, 불순물이 퀵 커플러의 내부공간으로부터 빠져나가지 못하게 되어 퀵 커플러의 내부공간에 쌓일 수 있다. 이로 인해, 퀵 커플러의 구동기구에 과도한 부하가 가해져 구동기구의 오동작을 유발하여 사고 발생 가능성을 높일 수 있다.
이처럼 퀵 커플러의 내부공간을 충분히 확보하지 못하게 마련된 안전장치는 오히려 퀵 커플러의 안전 사용에 방해가 될 수 있음을 알 수 있는데, 그에 따라 작업 현장에서 일하는 작업자들은 자동식 안전장치 대신 수동식 안전장치를 선호하는 등 퇴행적인 모습을 보이고 있는 실정이다.
본 발명의 과제는 어태치먼트를 장착한 상태에서 안전성을 확보할 수 있고, 빈 내부공간을 비교적 많이 확보하여 불순물 배출을 용이하게 할 수 있는 퀵 커플러를 제공함에 있다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 퀵 커플러는 커플러 바디와, 고정후크와, 가동후크와, 유압실린더와, 회전키, 및 스토퍼를 포함한다. 커플러 바디는 중장비의 아암 선단에 연결된다. 고정후크는 커플러 바디에 형성되며, 어태치먼트의 제1 결합핀이 끼워진다. 가동후크는 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 어태치먼트의 제2 결합핀이 끼워진다. 유압실린더는 실린더 로드와 실린더 바디 중 어느 한쪽에 장홀이 형성되어 커플러 바디의 실린더용 축에 끼워지고 다른 쪽이 가동후크에 회전 가능하게 결합되며, 장홀의 주변에 형성된 실린더 후크를 구비하며, 신장 또는 수축 동작에 따라 가동후크를 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시킨다. 회전키는 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 회전 위치에 따라 고정후크의 결합홈에 인출입하는 회전키 돌기를 구비하며, 회전키 돌기가 회전키 스프링의 탄성력에 의해 고정후크의 결합홈에 인입된 상태로 유지되어 고정후크의 결합홈으로부터 제1 결합핀의 이탈을 방지한다. 스토퍼는 실린더 후크에 결합 또는 분리되는 스토퍼 후크를 구비하며, 스토퍼 스프링의 탄성력에 의해 지지되며, 스토퍼 후크가 실린더 후크에 결합된 상태에서 유압실린더의 수축 동작시 회전키 돌기가 고정후크의 결합홈으로부터 인출되도록 회전키를 회전시킨다.
본 발명에 따른 퀵 커플러는 커플러 바디와, 고정후크와, 가동후크와, 유압실린더, 및 구속기구를 포함한다. 커플러 바디는 중장비의 아암 선단에 연결된다. 고정후크는 커플러 바디에 형성되며, 어태치먼트의 제1 결합핀이 끼워진다. 가동후크는 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 어태치먼트의 제2 결합핀이 끼워진다. 유압실린더는 신장 또는 수축 동작에 따라 가동후크를 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시킨다. 구속기구는 상기 커플러 바디가 상기 어태치먼트의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 가동후크가 제2 결합핀에 결합된 상태에서 제2 결합핀이 가동후크로 이탈되는 것을 방지하도록 가동후크를 구속한다.
본 발명에 따르면, 어태치먼트의 결합핀이 고정후크에 결합된 상태에서 유압실린더가 수축 동작하지 않는다면, 회전키에 의해 어태치먼트의 결합핀의 이탈이 방지될 수 있다. 따라서, 어태치먼트의 낙하로 인한 사고를 방지하여 안전성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따르면, 작업 중에 어태치먼트가 낙하할 수 있는 각도로 퀵 커플러가 위치한 상태에서, 유압실린더가 손괴되거나 제기능을 하지 못하거나 작업자의 실수로 오동작하더라도, 가동후크로부터 어태치먼트의 결합핀이 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
본 발명에 따르면, 퀵 커플러는 비교적 많이 빈 내부공간을 확보할 수 있으므로, 내부공간으로 불순물 등이 유입될 때 퀵 커플러의 내부공간에 위치된 유압실린더 등의 구성요소들에 부하를 준다거나 압박을 가할 가능성이 없이 곧바로 빠져나갈 수 있다. 따라서, 퀵 커플러의 내부 구성요소의 오작동 등의 문제가 발생되지 않게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀵 커플러에 대한 사시도이다.
도 2는 도 1에 대한 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 퀵 커플러의 내부를 나타낸 정면도이다.
도 4는 도 3에 있어서, 고정후크 쪽을 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 5는 도 3에 있어서, 가동후크 쪽을 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 6 및 도 7은 갈고리 및 중력추의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 5에 있어서, 중력추의 다른 예를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 3에 있어서, 어태치먼트에 대한 퀵 커플러의 장착 예를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 13은 도 9에 도시된 퀵 커플러에 어태치먼터의 제1,2 결합핀이 결합 후 분리되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 다른 예의 회전키가 적용된 상태를 도시한 사시도이다.
도 15는 도 14에 도시된 회전키에 대한 사시도이다.
도 16은 중간체가 생략된 예를 도시한 사시도이다.
도 17은 도 16에 도시된 회전키에 대한 사시도이다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 퀵 커플러에 대한 구성도이다.
도 19는 도 18에 대한 사시도이다.
도 20은 도 18에 있어서, 유압실린더가 신장 동작한 상태를 도시한 도면이다.
도 21은 도 20에 있어서, 스토퍼 중력추의 작용 예를 도시한 도면이다.
도 22는 도 20에 있어서, 제2 중력추의 작용 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 도 18에 있어서, 커플러 바디가 어태치먼트를 장착 또는 해제하는 각도로 위치된 상태를 도시한 도면이다.
도 24는 유압실린더의 내부를 나타낸 단면도이다.
도 25는 도 24에 있어서, 피스톤헤드를 도시한 도면이다.
도 26은 도 24의 A 영역을 도시한 도면이다.
도 27은 도 26에 있어서, 유압실린더의 수축 동작을 나타낸 도면이다.
본 발명에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서, 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 퀵 커플러에 대한 사시도이다. 도 2는 도 1에 대한 평면도이다. 도 3은 도 1에 도시된 퀵 커플러의 내부를 나타낸 정면도이다. 도 4는 도 3에 있어서, 고정후크 쪽을 발췌하여 도시한 사시도이다. 도 5는 도 3에 있어서, 가동후크 쪽을 발췌하여 도시한 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 퀵 커플러는 중장비에 구비된 붐대의 아암 선단에 위치되어 어태치먼트를 착탈시키는 것으로, 커플러 바디(110)와, 고정후크(120)와, 가동후크(130)와, 유압실린더(140)와, 회전키(150), 및 스토퍼(160)를 포함한다.
커플러 바디(110)는 중장비의 아암 선단에 연결된다. 커플러 바디(110)는 한 쌍의 프레임(111)들이 내부 공간을 갖도록 간격을 두고 배치된 구조로 이루어진다. 고정후크(120)는 커플러 바디(110)에 형성되며, 어태치먼트(10, 도 10 참조)의 제1 결합핀(11)이 끼워진다. 고정후크(120)는 제1 결합핀(11)이 끼워지는 결합홈을 갖는다.
가동후크(130)는 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다. 가동후크(130)는 커플러 바디(110)의 가동후크 축(112)을 중심으로 회전운동을 할 수 있다. 가동후크(130)는 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)이 끼워진다. 가동후크(130)는 제2 결합핀(12)이 끼워지는 결합홈을 갖는다. 가동후크(130)는 유압실린더(140)의 신장 동작시 고정후크(120)에 가까워지는 방향으로 회전해서 제2 결합핀(12)에 끼워질 수 있다. 예컨대, 가동후크(130)는 고정후크(120)의 좌측에 배치되는 경우, 가동후크(130)는 반시계방향으로 회전해서 제2 결합핀(12)에 끼워질 수 있다.
유압실린더(140)는 실린더 바디(141)와 실린더 로드(142)를 구비한다. 실린더 바디(141)에 장홀(141a)이 형성되어 커플러 바디(110)의 실린더용 축(113)에 끼워진다. 실린더용 축(113)은 프레임(111)으로부터 돌출되어 장홀(141a)에 끼워진다. 실린더 바디(141)의 실린더 축부(141b)에 장홀(141a)이 형성될 수 있다. 장홀(141a)은 타원형 등으로 이루어질 수 있다.
유입실린더(140)의 장홀(141a)은 실린더용 축(113)에 걸쳐진 채로 좌우로 이동할 수 있다. 즉, 유압실린더(140)는 신장시 가동후크 힌지축(131)을 밀면서 실린더 축부(141b)를 이동시켜 실린더용 축(113)이 장홀(141a)의 좌측에 있도록 한다. 유압실린더(140)는 수축시 가동후크 힌지축(131)을 당기면서 실린더 축부(141b)를 반대로 이동시켜 실린더용 축(113)이 장홀(141a)의 우측에 있도록 한다. 유압실린더(140)의 신장 및 수축 동작이 일어나면, 실린더 축부(141b)는 장홀(141a)의 길이만큼 왕복동작을 하게 된다.
프레임(110)에는 하단 패널(114)이 구비되며, 하단패널(114)은 유압실린더(140)의 수축 동작시 가동후크(130)의 회전을 정지시키게 된다. 유압실린더(140)의 수축시 가동후크(130)의 동작이 먼저 이루어지고, 하단패널(114)에 의해 가동후크(130)의 회전이 정지되면, 유압실린더(140)의 추가적인 수축에 의해 실린더용 축(113)이 장홀(141a)을 따라 이동하게 됨으로써, 실린더 바디(141)가 좌측으로 이동하게 된다.
실린더 로드(142)는 가동후크(130)에 회전 가능하게 결합된다. 실린더 로드(142)는 가동후크(130)의 상단을 관통하고 있는 가동후크 힌지축(131)와 연결될 수 있다. 다른 예로, 도시하고 있지 않지만, 실린더 로드(142)에 장홀(141a)이 형성되고, 실린더 바디(141)가 가동후크(130)에 회전 가능하게 결합될 수도 있다. 유압실린더(140)는 커플러 바디(110)의 내부 중앙에 위치할 수 있다. 장홀(141a)의 주변에 실린더 후크(143c)가 형성된다.
유압실린더(140)는 신장 또는 수축 동작에 따라 가동후크(130)를 제2 결합핀(12)에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시킨다. 즉, 유압실린더(140)의 신장 또는 수축 동작하면, 실린더 로드(142)와 연결된 가동후크 힌지축(131)이 좌우로 이동하면서 가동후크(130)가 가동후크 축(112)을 중심으로 회전하면서 제2 결합핀(12)에 대해 결합 또는 해제될 수 있다.
회전키(150)는 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다. 회전키(150)는 고정후크(120)의 개구부 상단에 배치되며, 프레임(111)으로부터 돌출된 회전키 축(115)에 결합될 수 있다. 회전키(150)는 회전 위치에 따라 고정후크(120)의 결합홈에 인출입하는 회전키 돌기(151)를 구비한다. 회전키(150)는 회전키 돌기(151)가 회전키 스프링(152)의 탄성력에 의해 고정후크(120)의 결합홈에 인입된 상태로 유지되어 고정후크(120)의 결합홈으로부터 제1 결합핀(11)의 이탈을 방지한다. 예컨대, 회전키(150)는 좌우에 구비된 회전키 스프링(152)에 의해 회전키 돌기(151)가 하방을 향한 상태로 유지될 수 있다. 회전키 스프링(152)은 토션 스프링으로 이루어질 수 있다.
따라서, 어태치먼트(10)의 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로 진입할 때, 회전키(150)가 시계방향으로 회전하여 회전키 돌기(151)가 자동으로 위로 올라간다. 이후, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈에 안착되는 즉시, 회전키(150)가 반시계방향으로 회전하여 회전키 돌기(151)가 아래로 내려오게 된다. 이때, 회전키(150)는 계속해서 반시계방향으로 회전하지 않도록 구속된 상태이므로, 제1 결합핀(11)은 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈되지 않게 된다. 이와 같이, 회전키(150)는 제1 결합핀(11)을 기계적으로 자동 고정할 수 있게 된다.
스토퍼(160)는 실린더 후크(141c)에 결합 또는 분리되는 스토퍼 후크(161)를 구비한다. 스토퍼(160)는 스토퍼 스프링(162)의 탄성력에 의해 지지된다. 스토퍼 스프링(162)은 토션 스프링으로 이루어질 수 있다. 스토퍼(160)는 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)에 결합된 상태에서 유압실린더(140)의 수축 동작시 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 결합홈으로부터 인출되도록 회전키(150)를 회전시킨다.
스토퍼(160)는 좌우에 스토퍼 날개(160a)가 구비될 수 있다. 스토퍼 날개(160a)는 프레임(111)의 스토퍼 가이드(116)의 상단까지 연장된다. 스토퍼 날개(160a)는 스토퍼 가이드(116)의 상단 경사면(116a)과 충돌하여 스토퍼(160)가 상하로 움직이도록 한다.
즉, 스토퍼 날개(160a)는 스토퍼 가이드(116)의 상단 경사면(116a)을 따라 이동하다가 특정 위치에 도달하면, 스토퍼 가이드(116)의 상단 형상에 의해 스토퍼(160)를 들어올리게 된다. 따라서, 스토퍼 후크(161)와 실린더 후크(141c)의 결합이 해제된다. 이때, 타원형의 장홀(141a)은 실린더 후크(141c)가 스토퍼 후크(161)와 해제되는 위치에서 실린더 축부(141b)를 동시에 내려 앉도록 함으로써, 스토퍼(160)와 실린더 축부(141b)가 완전히 해제되도록 할 수 있다.
스토퍼(160)와 회전키(150) 사이에 중간체(166)가 배치될 수 있다. 중간체(166)는 한쪽 부위가 스토퍼(160)에 회전 가능하게 결합된 상태로 중앙 부위가 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다. 중간체(166)는 한쪽 부위가 스토퍼(160)에 의해 당겨짐에 따라 다른 쪽 부위가 회전키 돌기(151)를 고정후크(120)의 결합홈으로부터 인출시킨다.
즉, 중간체(166)는 프레임(111)으로부터 돌출된 중간체 축(117)에 결합되어 중간체 축(117)을 중심으로 회전 운동을 할 수 있다. 중간체(166)는 회전 운동시 회전키(150)과 서로 간섭을 일으켜 회전키(150)의 회전 운동을 유발한다. 중간체(166)는 좌우에 스토퍼 스프링(162)이 설치되며, 상단에 스토퍼 축(163)으로 스토퍼(160)와 연결된다. 따라서, 스토퍼(160)도 스토퍼 스프링(162)에 의해 하방으로 탄성 편향될 수 있다.
중간체(166)의 상단은 스토퍼 축(163)으로 좌측 스토퍼(160)와 결합될 수 있다. 따라서, 스토퍼(160)가 좌우 이동하면, 중간체(166)도 중간체 축(117)을 중심으로 회전하게 된다. 중간체(166)가 회전하게 되면 스토퍼(160)도 좌우 이동하게 된다.
회전키(150)의 좌측에는 회전키 날개(150a)가 구비될 수 있다. 회전키 날개(150a)는 중간체(166)와 측면에서 중첩된다. 중간체(166)가 반시계방향으로 회전할 때, 회전키 날개(150a)는 중간체(166)와 서로 간섭이 일어나서 들어올려지게 된다. 따라서, 회전키(150)가 시계방향으로 회전하게 되므로, 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 위로 들려 올려지게 된다. 이와 반대로, 회전키 돌기(151)가 제1 결합핀(11)에 의해 밀려 올려져 고정후크(120)의 상단에 위치하게 될 때, 중간체(166)의 회전운동이 일어나지 않는다.
스토퍼(160)의 작용에 대해 설명하면 다음과 같다. 스토퍼(160)는 스토퍼 스프링(162)에 의해 하방으로 탄성 편향되어 있으므로, 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)의 좌측 상단에 위치하게 되면, 스토퍼 후크(161)는 자동적으로 실린더 후크(141c)와 결합하게 된다.
이 상태에서, 유압실린더(140)의 실린더 축부(141b)가 좌측으로 이동하게 되면 실린더 후크(141c)는 스토퍼 후크(161)를 좌측으로 끌고 가게 된다. 이때, 실린더 축부(141b)가 장홀(141a)을 따라 좌측으로 이동하므로, 스토퍼(160)가 좌측으로 끌려 가면서 중간체(166)가 중간체 축(117)을 중심으로 반시계방향으로 회전하게 된다. 따라서, 회전키(150)가 시계방향으로 회전하면서, 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 상단으로 들어올려지게 된다.
이후, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로부터 완전히 빠져나가게 되면, 중간체(166)가 시계방향으로 자동으로 회전하게 되며, 회전키(150)는 반시계방향으로 회전하여 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 하단으로 내려오게 된다. 그 결과, 어태체먼트(10)의 제1 결합핀(11)은 퀵 커플러로부터 완전히 해제될 수 있다.
가동후크(130) 쪽에 구속기구가 마련될 수 있다. 구속기구는 커플러 바디(110)가 어태치먼트(10)의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 가동후크(130)가 제2 결합핀(12)에 결합된 상태에서 제2 결합핀(12)이 가동후크(130)로 이탈되는 것을 방지하도록 가동후크(130)를 구속한다.
구속기구는 갈고리(171) 및 중력추(176)를 구비할 수 있다. 갈고리(171)는 가동후크(130)가 제2 결합핀(12)에 결합된 상태에서 가동후크 힌지축(131)의 이동 범위를 제한하도록 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다.
갈고리(171)는 가동후크 힌지축(131)의 좌측에 배치될 수 있다. 갈고리(171)는 가동후크 힌지축(131)의 상단에 갈고리 축(118)을 중심으로 회전한다. 갈고리(171)의 선단에는 갈고리 후크(172)가 구비된다. 갈고리 후크(172)는 가동후크 힌지축(131)을 구속할 수 있도록 한다. 가동후크 힌지축(131)의 선단에는 평면부(131a)가 마련됨으로써, 갈고리(171)가 가동후크 힌지축(131)을 구속하기 쉽도록 한다.
어태치먼트(10)가 지면에 놓인 상태에서, 퀵 커플러는 어태치먼트(10)를 장착 또는 해제하게 되는데, 이때 갈고리(171)는 가동후크 힌지축(131)을 구속하지 않도록 회전해서 위치될 수 있다.
중력추(176)는 갈고리(171)가 가동후크 힌지축(131)을 구속한 상태에서 갈고리(171)에 하중을 가하도록 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합된다. 중력추(176)는 갈고리(171)의 좌측에 배치될 수 있다. 중력추(176)는 갈고리(171)의 하단에 중력추 축(119)를 중심으로 중력에 의해 자유 회전한다. 중력추 축(119)은 프레임(111)으로부터 돌출된다. 중력추(176)는 갈고리(171)보다 상대적으로 무겁고, 대략 7cm 정도로 두께를 갖는 철 재질로 이루어질 수 있다.
중력추(176)는 상대적으로 무게가 가벼운 갈고리(171)의 위치를 변경할 수 있다. 즉, 갈고리(171)는 중력추(176)의 위치에 따라 가동후크 힌지축(131)에 대한 상대 경사각도가 변할 수 있다. 여기서, 갈고리(171)와 중력추(176)의 형상 및 위치에 따라 가동후크 힌지축(131)이 갈고리(171)에 의해 방해 받지 않고 이동할 수 있는 경사각이 결정되므로, 원하는 경사각에 따라 갈고리(171)와 중력추(176)의 형상과 위치가 변경될 수 있음은 물론이다.
갈고리(171)와 중력추(176)의 작용 예에 대해, 도 6 및 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 6에 도시된 바와 같이, 작업 중에 어태치먼트(10)가 낙하할 수 있는 각도로 퀵 커플러가 위치한 상태에서, 운전자가 고의로 아무리 유압실린더(140)를 동작시켜 퀵 커플러로부터 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)을 해제하려고 해도 원천적으로 불가능하게 된다. 그 이유는 유압실린더(140)를 수축시키더라도, 실린더 로드(142)는 갈고리(171)의 갈고리 후크(172)에 걸려서 더 이상 수축될 수가 없기 때문이다.
나아가, 이러한 상태에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 작업 도중에 유압실린더(140)의 실린더 로드(142)가 부러지더라도, 갈고리(171)가 가동후크 힌지축(131)을 구속하게 되어 가동후크(130)가 일정간격 이상으로 벌어지지 않게 되므로, 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)은 가동후크(130)로부터 빠져나올 수 없게 된다. 유압실린더(140)가 내부적인 누유로 인해 자연적으로 수축하거나, 퀵 커플러 컨트롤러에 과부하전류가 흘러 스위치 고장에 의한 오작동이 생긴 경우에도, 갈고리(171)에 의해 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)이 퀵 커플러로부터 해제될 수 없게 된다.
이와 같이, 퀵 커플러가 특정 각도로 위치될 때, 예컨대 퀵 커플러가 어태치먼트(10)를 장착 또는 해제시키는 각도로 위치될 때만 유압실린더(140)의 정상적인 신장 및 수축 동작에 따라 해제가 가능하며, 그 밖의 각도로 위치될 때는 중력추(176)의 작용에 의해 갈고리(171)가 가동후크 힌지축(131)을 구속하는 위치에 있게 되어 어태치먼트(10)의 해제가 이루어질 수 없다.
도 8에 도시된 바와 같이, 다른 예에 따른 중력추(176')는 갈고리(171')의 상측에 배치될 수 있다. 갈고리(171')는 상단에 돌기(171a')들을 구비할 수 있다. 돌기(171a')들은 그 사이에 중력추(176')의 하단 부위를 삽입시킨다.
중력추(176')는 퀵 커플러의 커버(110a)에 중력추 축(119')을 중심으로 회전하도록 설치된다. 중력추(176')는 위치에 따라 갈고리(171)의 경사각이 변하도록 할 수 있다. 한편, 중력추(176, 176')는 프레임(111)의 어디든 설치 가능하며, 반드시 프레임(111)으로부터 돌출된 축에 설치되어야만 하는 것은 아니다. 중력추(176, 176')는 전술한 기능을 하는 범주에서 다양하게 설치될 수 있다.
전술한 퀵 커플러는 비교적 많이 빈 내부공간을 확보할 수 있으므로, 내부공간으로 불순물 등이 유입될 때 퀵 커플러의 내부공간에 위치된 유압실린더 등의 구성요소들에 부하를 준다거나 압박을 가할 가능성이 없이 곧바로 빠져나갈 수 있다. 따라서, 퀵 커플러의 내부 구성요소의 오작동 등의 문제가 발생되지 않게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 퀵 커플러가 어태치먼트(10)에 장착 또는 분리되는 과정을 도 9 내지 도 13을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 어태치먼트(10)의 바닥은 지면(1)에 놓여 있는 상태이다. 이 상태에서, 도 10에 도시된 바와 같이, 퀵 커플러가 이동해서 어태치먼트(10)의 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로 진입되게 한다. 이때, 제1 결합핀(11)이 회전키 돌기(151)를 밀고 들어가게 되며, 그에 따라 회전키 돌기(151)가 시계방향으로 회전하면서 고정후크(120)의 결합홈으로부터 인출되어 상방으로 올라가게 된다.
이후, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈에 완전히 안착되면, 회전키(151)는 회전키 스프링(152)에 의해 반시계방향으로 회전하면서 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 입구를 1/3 또는 그 이상 막도록 고정후크(120)의 결합홈으로 다시 인입된다. 따라서, 제1 결합핀(11)은 고정후크(120)의 결합홈에 고정될 수 있다. 이 상태에서, 가동후크(130) 쪽에는 중력추(176)가 중력에 의해 하방을 향하게 되고 갈고리(171)는 중력추(176)에 의해 가동후크 힌지축(131)을 구속하지 않도록 위치된다.
이후, 도 11에 도시된 바와 같이, 유압실린더(140)가 신장되면, 가동후크(130)가 가동후크 축(112)을 중심으로 반시계방향으로 회전하게 되어 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)이 가동후크(130)의 결합홈에 결합된다.
이와 같이, 고정후크(120)와 가동후크(130)가 모두 제1,2 결합핀(11, 12)에 각각 결합된 후, 굴착 등의 작업이 진행되는 과정에서 어태치먼트(10)는 퀵 커플러로부터 해제되지 않게 된다. 그 이유는 고정후크(120)에 결합된 제1 결합핀(11)은 고정후크(120)의 각도와 회전키 돌기(171)로 인해 고정후크(120)로부터 벗어날 수 없는 상태가 되며, 작업자의 조작 실수로 유압실린더(140)가 수축되거나, 유압실린더(140)가 손괴되거나 제기능을 못하더라도, 갈고리(171)에 의해 제2 결합핀(12)은 가동후크(130)로부터 이탈될 수 없기 때문이다.
이후, 어태치먼트(10)는 퀵 커플러에 장착된 상태로부터 다음과 같이 퀵 커플러로부터 해제될 수 있다. 어태치먼트(10)의 바닥이 지면에 닿으면, 도 9에 도시된 바와 같이, 퀵 커플러는 어태치먼트(10)를 초기 장착할 때와 같은 경사각을 갖게 된다.
이 상태에서, 도 12에 도시된 바와 같이, 유압실린더(140)가 수축 동작하면, 가동후크(130)는 갈고리(171)에 의해 구속됨 없이 가동후크 축(112)을 중심으로 시계방향으로 회전된다. 이후, 가동후크(130)가 하단패널(114)에 의해 정지되면, 유압실린더(140)의 추가 수축 동작에 의해 실린더 축부(141b)가 좌측으로 이동한다. 이에 따라, 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)에 결합된 상태로 좌측으로 끌려가게 되므로, 중간체(166)가 반시계방향으로 회전하게 되어 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)로부터 인출된다. 따라서, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)로부터 이탈될 수 있다.
이 상태에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 유압실린더(140)의 수축 동작에 의해 실린더 바디(141)가 좌측으로 더 이동하게 되면, 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)로부터 이탈된다. 이때, 실린더 바디(141)는 실린더 축부(141b)의 장홀(141a)의 안내를 받아 하방으로 내려앉게 되어 스토퍼 후크(161)의 이탈을 보조할 수 있다. 그 결과, 스토퍼(160)는 우측으로 이동하게 된다. 아울러, 회전키(150)가 반시계방향으로 회전함에 따라 중간체(166)가 시계방향으로 회전함과 동시에 회전키 돌기(151)는 고정후크(120)로 인입된다. 그 결과, 어태치먼트(10)는 퀵 커플러로부터 완전히 해제될 수 있다.
다른 예로, 도 14 및 도 15에 도시된 바와 같이, 회전키(150')는 실린더용 축(113)에 장착될 수 있다. 회전키(150')에는 실린더용 축(113)에 끼워지는 축 홀(150a')을 갖는다. 회전키는 중간체(166)의 상단을 덮는 형상으로 이루어진다.
유압실린더(140)의 수축 동작시 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)에 맞물린 상태로 스토퍼(160)가 끌려 가며, 이때, 중간체(166)가 반시계방향으로 회전하면서 회전키(150')를 들어올리게 된다. 이후, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)로부터 분리되면, 스토퍼(160)는 회전키(150')의 스토퍼 돌기(153')에 의해 들어올려진다. 따라서, 스토퍼 후크(161)가 실린더 후크(141c)로부터 해제된 후 중간체(166)가 시계방향으로 회전하면서 회전키(150')가 하단으로 내려가게 된다.
다른 예로, 도 16 및 도 17에 도시된 바와 같이, 회전키(150")는 중간체(166)가 생략된 채로 스토퍼(160")에 직접적으로 결합될 수 있다. 스토퍼(160")가 스토퍼 축(160a")을 통해 회전키(150")에 회전 가능하게 결합된다. 스토퍼(160")가 유압실린더(140)의 수축 동작에 의해 실린더 축부(141b)에 의해 끌려갈 때, 회전키(150")를 직접적으로 들어올리게 된다. 또한, 회전키(150")는 실린더용 축(113)에 장착될 수 있다.
도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 퀵 커플러에 대한 구성도이다. 도 19는 도 18에 대한 사시도이다. 도 20은 도 18에 있어서, 유압실린더가 신장 동작한 상태를 도시한 도면이다. 도 21은 도 20에 있어서, 스토퍼 중력추의 작용 예를 도시한 도면이다.
도 18 내지 도 21을 참조하면, 퀵 커플러에서, 회전키(250)는 프레임(111)의 회전키 축(115)에 회전 가능하게 결합되며, 스토퍼(260)는 회전키(250)에 회전 가능하게 결합된다. 회전키(250)는 스토퍼 축(263)에 의해 스토퍼(260)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 회전키(250)는 회전키 스프링(252)에 의해 회전키 돌기(251)가 고정후크(120)의 결합홈 내에 위치되도록 탄성 편향된다.
스토퍼 스프링(262)은 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)로부터 분리될 때 회전키(250)에 의해 탄성 변형되어 스토퍼(260)에 탄성력을 가할 수 있다. 스토퍼 스프링(262)은 토션 스프링으로 이루어질 수 있다. 스토퍼 스프링(262)은 중앙 부위가 회전키 축(115)에 끼워진다. 스토퍼 스프링(262)은 중앙 부위로부터 인출된 한쪽 부위가 프레임(111)에 맞닿게 배치되고, 중앙 부위로부터 인출된 다른 쪽 부위가 회전키(250)의 상단과 맞닿을 수 있게 굽어진 후 스토퍼(260)의 중앙 하부에 맞닿게 굽어진 형태를 갖는다. 따라서, 스토퍼 스프링(262)은 회전키(250)와 스토퍼(260) 사이를 지지한다.
유압 실린더(140)의 수축 동작이 완전히 이루어지지 않은 상태에서 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)에 결합되어 있을 때, 스토퍼 스프링(262)은 스토퍼(260)에 탄성력을 제공하지 않는다.
도 18에 도시된 바와 같이, 유압 실린더(140)의 수축 동작시 회전키 돌기(251)의 롤러(253)가 고정후크(120)의 결합홈 내에 진입해서 위치된 상태에서, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈에 진입되거나 고정후크(120)의 결합홈으로부터 분리될 때, 롤러(253)가 들어올려진다. 이로 인해, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c) 쪽으로 이동하여 실린더 후크(141c)로부터 이탈될 수 있는 간격을 유발시키며, 회전키(250)의 상단이 들어올려진다. 이때, 회전키(250)의 상단이 인접한 스토퍼 스프링(262)의 부위를 들어올려 스토퍼 스프링(262)이 스토퍼(260)를 지지하게 된다. 따라서, 스토퍼 후크(261)는 실린더 후크(141c)로부터 이탈되는 탄성력을 제공받아서 실린더 후크(141c)로부터 이탈되어 실린더 후크(141c)의 단부 우측에 올려진 상태가 된다. 이때, 스토퍼 후크(261)는 스토퍼 스프링(162)에 의해 실린더 후크(141c)의 단부 우측에 맞닿은 상태로 유지된다.
회전키 돌기(251)에는 롤러(253)가 회전 가능하게 장착될 수 있다. 롤러(253)는 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로 진입 또는 이탈될 때 마찰력을 회전키 돌기(251)의 회전 운동으로 전환하고 마찰을 최소화하여 마모를 줄이게 한다. 유압 실린더(140)의 수축 동작시 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)에 맞닿아 견인된 상태에서, 롤러(253)는 고정후크(120)의 결합홈 내의 상단에 위치된다. 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈될 때, 롤러(253)는 제1 결합핀(11)에 의해 밀려 회전키(250)를 시계방향으로 회전시킬 수 있게 한다. 그 결과, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)로부터 분리될 수 있다.
회전키(250) 및 스토퍼(260)의 작용 예에 대해 설명하면 다음과 같다. 가동후크(230)가 고정후크(120) 쪽으로 완전히 좁혀지도록 유압실린더(140)가 수축 동작하면, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)에 맞닿아 견인되며, 롤러(253)는 고정후크(120)의 결합홈의 상단에 돌출된 대기 상태로 위치된다. 이 상태에서, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로 진입되거나 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈되면, 롤러(253)가 제1 결합핀(11)에 의해 밀려 올라가면서 스토퍼 후크(261)와 실린더 후크(141c)가 서로 이탈하기 시작한다. 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈에 안착되면, 롤러(253)는 회전키 스프링(252)에 의해 고정후크(120)의 결합홈으로 복귀한다. 이때, 스토퍼 후크(261)는 실린더 후크(141c)로부터 맞물린 상태로부터 이탈되어 실린더 후크(141c)의 상단 우측에 얹혀질 수 있다.
이후, 유압실린더(140)가 신장 동작을 하면, 도 20에 도시된 바와 같이, 실린더 후크(141c)가 회전키(250) 쪽으로 이동하면서 스토퍼 후크(261)와 결합되어 스토퍼(260)의 하단에 맞닿은 상태가 된다. 이때, 스토퍼(260)는 실린더 후크(141c)에 의해 구속되어 있지 않으므로, 견인력을 상실한 스토퍼(260)와 회전키(250)는 스토퍼 스프링(262)과 회전키 스프링(252)의 탄성력에 의해 반시계방향으로 급회전하며 고정후크(120)의 결합홈 우측에 위치된 프레임(111) 부위에 맞닿게 됨으로써, 회전키(250)가 반시계방향으로 더 이상 회전하지 않도록 구속된다. 따라서, 제1 결합핀(11)은 회전키 돌기(251)에 의해 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈되지 않게 된다.
이후, 유압실린더(140)가 수축 동작을 하면, 회전키(250)에 스토퍼 축(263)에 의해 회전하는 스토퍼(260)는 실린더 후크(141c)에 의해 좌측 방향으로 견인되며, 그에 따라 회전키(250)가 시계방향으로 회전하여 회전키 돌기(251)가 고정후크(120)의 결합홈의 상단에 위치하게 된다. 이 상태에서, 제1 결합핀(11)이 고정후크(120)의 결합홈으로부터 이탈되는 방향으로 이동하면, 롤러(253)는 제1 결합핀(11)에 의해 밀려 올라가게 된다. 이에 따라, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)와 맞물려있는 부위로부터 이탈될 수 있는 간격이 발생된다. 이때, 스토퍼 스프링(262)은 회전키(250)의 상단에 지지된 상태이므로, 스토퍼 후크(261)가 실린더 후크(141c)로부터 이탈된다. 제1 결합핀(11)의 이탈 후, 회전키 스프링(252)에 의해 회전키 돌기(251)는 원래 위치로 복귀하게 된다.
도 19 및 도 21에 도시된 바와 같이, 스토퍼(260)의 일측에는 스토퍼 중력추(264)가 구비될 수 있다. 커플러 바디(110)가 어태치먼트(10)의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 스토퍼 중력추(264)는 유압실린더를 구속한다.
스토퍼 중력체(264)의 일단부는 프레임(111)에 회전 가능하게 결합되며, 스토퍼 중력추(264)의 타단부는 중력추 후크(264a)를 구비한다. 중력추 후크(264a)는 실린더 후크(141c)와 결합 또는 분리된다.
고정후크(120)가 들어올려져 퀵 커플러의 경사각이 대략 65도인 상태에서, 가동후크(230)가 완전히 좁아지도록 유압실린더(140)가 수축 동작하려 할 때, 중력추 후크(264a)는 실린더 후크(141c)로부터 분리된 상태가 된다. 또한, 퀵 커플러의 경사각이 65도 이하에서 유압실린더(140)가 신장 동작하면, 중력추 후크(264a)는 실린더 후크(141c)와 결합된다. 따라서, 굴착 등의 작업이 진행되는 과정 중 유압실린더(140)의 손괴가 있거나 제1,2 중력추(271, 276)가 작동하지 않는 등의 상황이 있더라도, 유압실린더(140)는 스토퍼 중력추(264)에 의해 구속되어 가동후크(230) 쪽으로 이동하지 않게 된다.
가동후크(230)는 유압실린더(140)의 신장 동작시 고정후크(120)로부터 멀어지는 방향으로 회전해서 제2 결합핀(12)에 끼워질 수 있다. 예컨대, 가동후크(230)는 고정후크(120)의 좌측에 배치되는 경우, 가동후크(230)는 시계방향으로 회전해서 제2 결합핀(12)에 끼워질 수 있다. 한편, 유압실린더(140)의 장홀(241a)은 실린더용 축(113)을 기준으로 좌우로 이동 하도록 형성된 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다.
가동후크(230)는 한쪽 단부에 제2 결합핀(12)이 끼워지는 결합홈이 형성되며, 반대쪽 단부에 고정후크(120)로부터 멀어지는 방향으로 돌출된 가동후크 돌기(231)가 형성된다. 구속기구는 제1 중력추(271)를 포함할 수 있다.
제1 중력추(271)의 일단부는 커플러 바디(110), 즉 프레임(111)의 중력추 축(219)에 회전 가능하게 결합되며, 제1 중력추(271)의 타단부는 가동후크(230)가 제2 결합핀(12)에 결합된 상태에서 가동후크 돌기(231)와 상호 작용하여 가동후크 돌기(231)의 이동 범위를 제한하는 제1 구속부(272)를 구비한다. 제1 구속부(272)는 제1 중력추(271)의 바깥 측면으로부터 함몰된 홈의 형태로 이루어질 수 있다. 제1 구속부(272)는 가동후크 돌기(231)로부터 먼 쪽 부위가 경사진 면을 가질 수 있다.
제1 구속부(272)가 가동후크 돌기(231)로부터 벗어난 상태에서, 가동후크(230)가 제2 결합핀(12)에 끼워지도록 반시계방향으로 회전하면, 제1 중력추(271)가 시계방향으로 회전하면서 가동후크 돌기(231)가 제1 구속부(272)에 끼워지게 된다. 이 상태에서, 굴착 등의 작업이 진행되는 과정 중 유압실린더(140)의 손괴 등이 있더라도, 제1 구속부(272)는 가동후크 돌기(231)를 구속하게 되어 가동후크(230)가 일정간격 이상으로 벌어지지 않게 되므로, 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)은 가동후크(230)로부터 빠져나올 수 없게 된다.
구속기구는 제2 중력추(276)를 더 포함할 수 있다. 제2 중력추(276)의 일단부는 중력추 축(219)에 회전 가능하게 결합되며, 제2 중력추(276)의 타단부는 가동후크(230)가 제2 결합핀(12)에 결합된 상태에서 가동후크 돌기(231)와 상호 작용하여 가동후크 돌기(231)의 이동 범위를 제한하는 제2 구속부(277)를 구비한다.
제2 구속부(277)는 제1 구속부(272)와 동일한 형태로 이루어질 수 있다. 다만, 제2 구속부(277)는 중력추 축(219)으로부터 길이가 제1 구속부(272)와 중력추 축(219) 사이의 길이와 다르게 형성될 수 있다. 예컨대, 제2 구속부(277)는 중력추 축(219)으로부터 길이가 제1 구속부(272)와 중력추 축(219) 사이의 길이보다 길게 형성될 수 있다.
제1 결합핀(11)과 제2 결합핀(12)의 간격은 어태치먼트(10)의 종류에 따라 다를 수 있다. 도 21에 도시된 바와 같이, 제1 결합핀(11)과 제2 결합핀(12)의 간격이 짧은 경우, 가동후크(230)가 반시계방향으로 회전하는 거리가 짧아지므로, 가동후크 돌기(231)는 제1 구속부(272)에만 들어가고 제2 구속부(277)로부터 벗어난 상태를 유지한다. 따라서, 가동후크 돌기(231)는 제1 구속부(272)에 의해 구속되어 가동후크(230)로부터 제2 결합핀(12)의 이탈을 방지할 수 있다.
도 22에 도시된 바와 같이, 제1 결합핀(11)과 제2 결합핀(12)의 간격이 긴 경우, 가동후크(230)가 반시계방향으로 회전하는 거리가 길어지므로, 가동후크 돌기(231)는 제1 구속부(272)와 제2 구속부(277)에 모두 들어간다. 이 상태에서, 굴착 등의 작업이 진행되는 과정 중 유압실린더(140)의 손괴 등이 있더라도, 가동후크 돌기(231)는 제2 구속부(277)에 의해 구속되어 가동후크(230)로부터 제2 결합핀(12)의 이탈을 방지할 수 있다.
구속기구는 중력추 스프링(273)들을 포함할 수 있다. 중력추 스프링(273)들은 제1,2 중력추(271, 276)를 가동후크 돌기(231) 쪽으로 탄성 편향시킨다. 따라서, 가동후크(230)가 제2 결합핀(12)에 끼워지도록 반시계방향으로 회전하면, 제1,2 중력추(271, 276)가 시계방향으로 신속하게 회전하면서 가동후크 돌기(231)가 제1,2 구속부(272, 277)에 끼워질 수 있다. 중력추 스프링(273)들은 압축 코일스프링으로 이루어져 커버(110a)와 제1,2 중력추(271, 276) 사이에 각각 설치될 수 있다.
도 23에 도시된 바와 같이, 퀵 커플러가 어태치먼트(10)를 해제하기 위한 각도로 위치될 때, 제1,2 중력추(271, 276)가 가동후크 돌기(231)로부터 벗어나도록 중력추 스프링(273)들에 의한 각 힘은 제1,2 중력추(271, 276)의 하중에 의한 힘보다 작게 설정될 수 있다. 따라서, 고정후크(120)의 높이가 가동후크(230)의 높이보다 높을 경우, 제1 중력추(271)는 가동후크 돌기(231)를 구속하지 않도록 위치될 수 있다. 이때, 제2 중력추(276)도 가동후크 돌기(231)를 구속하지 않도록 위치될 수 있다.
또한, 퀵 커플러가 어태치먼트(10)의 제2 결합핀(12)을 장착 또는 해제하도록 위치될 때, 스토퍼 중력추(264)는 중력추 후크(264a)가 실린더 후크(141c)로부터 이탈되기 용이한 위치로 회전하므로, 유압실린더의 수축 동작시 중력추 후크(264a)가 실린더 후크(141c)로부터 분리될 수 있다.
한편, 유압실린더(140)는 수축 동작시 회전키 돌기(151)가 고정후크(120)의 결합홈으로부터 인출된 시점부터 설정 시간 동안, 예컨대 대략 3초 동안 지연된 후 수축 동작하도록 구성될 수 있다. 회전키 돌기(151)가 유압실린더(140)의 수축 동작에 의해 들어올려진 상태에서 유압실린더(140)가 대략 3초 동안 지연된다면, 회전키 돌기(151)가 내려오는 시간이 지연될 수 있다. 따라서, 고정후크(120)로부터 제1 결합핀(11)이 빠지기 전에 회전키 돌기가 즉시 내려와 고정후크(120)를 막게 되는 현상을 방지할 수 있다.
유압실린더(140)에 대해, 도 24 내지 도 27을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 여기서, 도 24는 유압실린더의 내부를 나타낸 단면도이다. 도 25는 도 24에 있어서, 피스톤헤드를 도시한 도면이다. 도 26은 도 24의 A 영역을 도시한 도면이다. 도 27은 도 26에 있어서, 유압실린더의 수축 동작을 나타낸 도면이다.
실린더 바디(141)는 피스톤헤드(143)에 의해 실린더 로드(142) 쪽의 로드 공간(x)와 실린더 축부 쪽의 축부 공간(y)으로 나뉜다. 로드공간(x)과 축부 공간(y)중 어느 쪽으로 오일이 공급되는가에 따라 피스톤헤드(143)의 이동방향이 결정된다. 피스톤헤드(143)에는 격벽들(143a, 143b, 143c, 143d)이 형성될 수 있다. 격벽들(143a, 143b) 사이의 씰 공간(143e)과, 격벽들(143c, 143d) 사이의 씰 공간(143f)에 피스톤 씰(미도시)이 장착될 수 있다.
피스톤헤드(143)의 내부공간에는 플러그(144)가 수용된다. 플러그(144)의 내부공간에는 플러그 스프링(145)이 장착된다. 플러그(144)의 개구에는 와셔(146)가 장착되어 플러그(144)로부터 플러그 스프링(145)이 이탈되지 않도록 한다.
플러그(144)의 하단에는 돌기가 형성된다. 돌기는 플러그(144)가 이동함에 따라 오일방사중심홀(147a)을 막을 수 있도록 한다. 돌기의 중심에는 오일방사중심홀(147a)보다 작은 플러그 통공(144a)이 구비된다. 플러그(144)는 오일의 방향과 피스톤헤드(143)의 위치에 따라 피스톤헤드(143)의 내부 공간을 이동하면서 오일방사중심홀(147a)을 막거나 여는 방식으로 유량을 조정하는 역할을 함으로써, 유압실린더(140)의 동작 속도가 변할 수 있도록 한다.
즉, 오일방사중심홀(147a)로부터 격벽(143b)와 격벽(143c) 사이의 오일공간(143g)에는 방사상으로 형성된 오일방사통로(147b)가 구비된다. 오일방사통로(147b)를 통해 오일공간(143g)과 오일방사중심홀(147a)이 소통되며, 오일방사중심홀(147a)은 피스톤헤드(143)의 내부공간과 소통된다. 플러그(144)는 오일방사중심홀(147a)과 헤드 개구부(143h) 사이의 공간에서 왕복 이동하면서 오일방사중심홀(147a)과 피스톤헤드(143)의 내부공간 사이를 개폐하는 역할을 하게 된다.
이러한 구조로 인해, 오일은 헤드 개구부(143h)로부터 플러그(144)의 내부와 플러그 통공(144a)을 통해 오일방사중심홀(147a)로 이동한 후 다시 오일방사통로(147b)을 통해 오일공간(143g)으로 흐르게 된다. 이와 반대로, 오일은 오일공간(143g)으로부터 오일방사통로(147b)을 통해 오일방사중심홀(147a)로 흐른다. 이때, 오일의 압력에 의해 플러그(144)가 헤드 개구부(143h) 쪽으로 밀려나게 된다. 이에 따라, 오일의 일부는 플러그 통공(144a)을 통해 헤드 개구부(143h)로 흐르고, 오일의 대부분은 플러그(144)의 측벽을 타고 흐르다가 플러그(144)의 사이드 홀(144b)을 통해 헤드 개구부(143h)로 흐르게 된다.
도 26 및 도 27에 도시된 바와 같이, 유압실린더(140)의 수축 동작을 위해 오일이 로드 도관(148a)을 통해 주입되면, 오일은 로드공간(x)으로 공급되면서 실린더 로드(142)가 실린더 바디(141)의 내부로 이동하게 된다. 이때, 축부 공간(y)에 있던 오일은 축부 도관(148b)을 통해서 빠져 나가게 된다.
피스톤헤드(143)의 격벽(143d)이 축부 도관(148b)의 입구에 도달할 때까지는 오일의 배출유량이 일정하므로 유압실린더(140)의 속도변화는 없게 된다. 하지만, 격벽(143d)이 축부 도관(148b)의 위치를 지나게 되면, 씰 공간(143f)의 피스톤 씰이 축부 도관(148b)을 막게 된다. 따라서, 축부 공간(y)의 오일이 축부 도관(148b)으로 빠져 나가지 못하게 된다.
축부 공간(y)의 오일은 헤드 개구부(143h)와 플러그(144)의 내부 및 플러그 통공(144a)으로 빠져 나가며, 오일방사중심홀(147a)로부터 오일방사통로(147b)로 흐르다가 최종적으로 축부 도관(148b)으로 흘러나가게 된다. 이때, 축부 도관(148b)으로 흘러나가는 오일의 양은 매우 적기 때문에, 실린더 로드(142)는 실린더 바디(141)의 내부로 이동하는 속도가 현저히 낮아진다. 따라서, 유압실린더(140)의 수축 동작은 대략 3초 동안 지연될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
110 커플러 바디
120 고정후크
130, 230 가동후크
140 유압 실린더
141a 장홀
141b 축부
141c 실린더 후크
150, 250 회전키
151, 251 회전키 돌기
160,260 스토퍼
161, 261 스토퍼 후크
166 중간체
171 갈고리
176 중력추
231 가동후크 돌기
264 스토퍼 중력추
271 제1 중력추
273 중력추 스프링
276 제2 중력추

Claims (11)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 중장비에 구비된 붐대의 아암 선단에 위치되어 어태치먼트를 착탈시키는 것으로, 상기 중장비의 아암 선단에 연결된 커플러 바디(110), 상기 커플러 바디에 형성되며, 상기 어태치먼트의 제1 결합핀이 끼워지는 고정후크(120), 상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 상기 어태치먼트의 제2 결합핀이 끼워지는 가동후크(130) ,실린더 로드와 실린더 바디 중 어느 한쪽에 장홀(141a)이 형성되어 상기 커플러 바디의 실린더용 축에 끼워지고 다른 쪽이 상기 가동후크에 회전 가능하게 결합되며, 상기 장홀의 주변에 형성된 실린더 후크(141c)를 구비하며, 신장 또는 수축 동작에 따라 상기 가동후크(130)를 상기 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시키는 유압실린더(140)와 상기 커플러 바디(110)에 회전 가능하게 결합되며, 회전 위치에 따라 상기 고정후크의 결합홈에 인출입하는 회전키 돌기(151)를 구비하며, 상기 회전키 돌기(151)가 회전키 스프링의 탄성력에 의해 상기 고정후크의 결합홈에 인입된 상태로 유지되어 상기 고정후크의 결합홈으로부터 상기 제1 결합핀의 이탈을 방지하는 회전키 및 상기 실린더 후크에 결합 또는 분리되는 스토퍼 후크(161)를 구비하며, 스토퍼 스프링의 탄성력에 의해 지지되며, 상기 스토퍼 후크가 상기 실린더 후크에 결합된 상태에서 상기 유압실린더의 수축 동작시 상기 회전키 돌기가 상기 고정후크의 결합홈으로부터 인출되도록 상기 회전키를 회전시키는 스토퍼를 포함한 퀵커플러에 있어서,
    상기 커플러 바디가 상기 어태치먼트의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 상기 유압실린더를 구속하는 스토퍼 중력추(264)를 더 포함하며,
    상기 스토퍼 중력추(264)는 일단부가 프레임(111)에 회전가능하게 결합되고 타단부가 상기 실린더 후크와 결합 또는 해제되는 중력추 후크를 구비하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러
  4. 제3항에 있어서,
    한쪽 부위가 상기 스토퍼에 회전 가능하게 결합된 상태로 중앙 부위가 상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 한쪽 부위가 상기 스토퍼에 의해 당겨짐에 따라 다른 쪽 부위가 상기 회전키를 밀어 상기 회전키 돌기를 상기 고정후크의 결합홈으로부터 인출시키는 중간체(166)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 중장비에 구비된 붐대의 아암 선단에 위치되어 어태치먼트를 착탈시키는 것으로,상기 중장비의 아암 선단에 연결된 커플러 바디,상기 커플러 바디에 형성되며, 상기 어태치먼트의 제1 결합핀이 끼워지는 고정후크,상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되며, 상기 어태치먼트의 제2 결합핀이 끼워지는 가동후크,신장 또는 수축 동작에 따라 상기 가동후크를 상기 제2 결합핀에 대해 결합 또는 해제시키도록 회전시키는 유압실린더 및 상기 커플러 바디가 상기 어태치먼트의 장착 또는 해제를 위한 각도로 위치된 경우를 제외한 위치일 때, 상기 가동후크가 상기 제2 결합핀에 결합된 상태에서 상기 제2 결합핀이 상기 가동후크로 이탈되는 것을 방지하도록 상기 가동후크를 구속하는 구속기구를 포함하는 퀵 커플러에 있어서,
    상기 구속기구는 상기 가동후크가 상기 제2 결합핀에 결합된 상태에서 가동후크 힌지축의 이동 범위를 제한하도록 상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되는 갈고리(171)및 상기 갈고리(171)가 가동후크 힌지축을 구속한 상태에서 상기 갈고리에 하중을 가하도록 상기 커플러 바디에 회전 가능하게 결합되는 중력추(176)를 포함하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가동후크는 상기 유압실린더의 신장 동작시 상기 고정후크로부터 멀어지는 방향으로 회전하도록 상기 커플러 바디에 결합되며, 한쪽 단부에 제2 결합핀이 끼워지는 결합홈이 형성되며, 반대쪽 단부에 상기 고정후크로부터 멀어지는 방향으로 돌출된 가동후크 돌기가 형성되며;
    상기 구속기구는 제1 중력추(271)를 포함하는 것으로 상기 제1 중력추(271)의 일단부는 상기 커플러 바디의 중력추 축에 회전 가능하게 결합되며, 상기 제1 중력추(271)의 타단부는 상기 가동후크가 상기 제2 결합핀에 결합된 상태에서 상기 가동후크 돌기와 상호 작용하여 상기 가동후크 돌기의 이동 범위를 제한하는 제1 구속부를 구비하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 구속기구는,제2 중력추(276)를 더 포함하는 것으로 상기 제2 중력추(276)의 일단부는 중력추 축에 회전 가능하게 결합되며, 상기 제2 중력추(276)의 타단부는 상기 가동후크가 상기 제2 결합핀에 결합된 상태에서 가동후크 돌기와 상호 작용하여 상기 가동후크 돌기의 이동 범위를 제한하는 제2 구속부를 구비하며,
    상기 제2 구속부는 상기 중력추 축으로부터 길이가 제1 구속부와 중력추 축 사이의 길이와 다른 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구속기구는,
    상기 제1,2 중력추(271,276)를 상기 가동 후크 쪽으로 탄성 편향시키는 중력추 스프링(273)들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 퀵 커플러.
  11. 삭제
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